胡坤 刘鑫
中天西北建设投资集团有限公司，陕西 西安，710065
[摘要]：通过长安新城三期8#楼地块A区1号楼（万科如园）项目，对装配整体式剪力墙结构PC构件的拆分深化设计要点进行分析。通过项目设计过程中遇到的问题，提出了PC拆分设计原则及设计中需要注意的问题，为装配整式建筑设计提供借鉴及指导。
[关键词]：装配整体式剪力墙结构；PC构件拆分深化设计；装配式建筑设计
0引言
近年来，在国家和各地方政府对建筑产业化的大力支持及建筑企业自身转型升级动力的推动下，装配式建筑开始逐步发展起来。其中上海、北京、杭州等地发展较快。结合国内自身情况，装配整体式剪力墙结构已在较多城市得到了推广应用，并形成了相对比较成熟的装配式生产、设计及施工技术体系。本文以长安新城三期8#楼地块A区1号楼（万科如园）项目为例，对装配整体式剪力墙结构拆分设计要点进行分析。
1 项目概况
长安新城三期8#楼地块A区1号楼（万科如园）项目位于西安市长安街以北，子午大道以西。建筑功能为住宅。结构形式为装配整体式剪力墙结构，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，总建筑面积24256.88m2，地下1层，地上29层。项目主体结构±0以下及地上全部剪力墙采用传统现浇形式施工。该项目采用的预制构件有预制叠合楼板、预制楼梯、预制楼梯间隔墙、预制烟道、ALC轻质隔墙板等共5类构件。
2 PC拆分深化设计
相比较于传统设计，PC拆分深化设计是一个高度集成化的过程，它是对设计、施工、构件生产等各方需求进行统筹，并考虑成本因素后，并将其意图精准的表达在构件图上的一个过程。
2.1 PC构件的选择
PC构件的选择需要满足当地预制率的要求及成本预算的前提下，选择生产简单、安装便捷且标准化程度高的构件。根据政策要求，该项目需要满足装配率20%的要求，在与总包单位、建设单位、构件生产单位及设计单位充分论证后，对万科如园1号楼项目，选取楼板、楼梯、楼梯间隔墙、烟道及ALC轻质隔墙板进行预制。
万科如园1号楼预制率统计表 表一
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2.2 PC构件拆分设计
PC构件拆分设计是装配整体式设计中的关键环节，拆分应综合考量建筑功能性、结构合理性、构件制作、运输和现场安装的可行性和便利性以及成本等因素。拆分设计不仅仅是一项技术工作，也包含了对约束条件的调查和经济可行性分析。
拆分工作包括：
（1）根据国家及地方规范要求和项目实际情况，确定现浇楼板和预制楼板的范围。
（2）选定楼板类型。
（3）进行楼板拆分设计。
（4）根据所选楼板类型及其与支座的关系，确定计算简图，进行结构分析和计算。
（5）进行楼板连接节点、板缝构造设计。
（6）进行支座节点设计。
2.2.1 拆分范围的确定
按照《装规》[1]、《装标》[2]规定：
（1）当采用地下室时，宜采用现浇混凝土。（2）剪力墙结构底部加强部位宜采用现浇混凝土。
（3）装配整体式结构的楼盖宜采用叠合楼盖。
（4）平面复杂或开洞较大的楼层宜采用现浇楼盖。
（5）作为上部结构嵌固部位的地下室楼层宜采用现浇楼盖。
（6）屋面层宜采用现浇楼盖。
结合项目特点，确定该项目的拆分范围：地下室及±0以上剪力墙采用现浇形式施工；标准层楼、电梯间四周、不规则大板及公区和卫生间采用现浇形式。图中阴影部分为现浇区域。
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图一 万科如园1号楼右单元标准层预制构件拆分平面布置图
2.2.2预制楼板类型选择及拆分原则
板的选择原则：
（1）拆分接缝宜设置在叠合板的次要方向上，也就是板缝应当垂直于板的长边，拆分接缝宜避开最大弯矩截面，在板受力较小部位分缝，如图二所示。
（2）板的宽度不超过运输超宽的限制，和工厂生产线模胎宽度的限制。
（3）尽可能统一或减少板的规格，宜取相同宽度。
（4）有管线穿过的楼板，拆分时须考虑避免和钢筋或桁架筋的冲突。
（5）顶棚无吊顶时，板缝应避开灯具、接线盒等预留预埋位置。
预制底板划分应尽量减少板块规格。通过调整现浇缝宽度调整板块宽度减少模板规格，或通过模板组合减少模板数量。该项目板块划分的做法是除双向板接缝外尽量不留后浇带，如果板边留现浇带，那么施工时需要在现浇带处支模板，给施工带来不便。
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(c)无接缝的双向叠合板
图二 叠合板的预制板布置形式示意图
结合施工现场塔吊情况，对预制构件种类进行优化，最终确定预制叠合板种类为22类，其中最大板块为YBS-16,重量为2t，预制楼梯种类为1类，考虑到塔吊吊重的影响，预制楼梯采用梁式楼梯。预制楼梯间隔墙板、预制烟道、预制竖板种类均为1类。
2.2.3 节点的选择和设计
（1）叠合板支座节点设计
预制板端支座纵向受力钢筋宜从板端伸出并锚入支承梁或墙的后浇混凝土中，锚固长度不应小于5d（d为纵向受力钢筋的直径），且宜伸过支座中心线，如图三所示。叠合板深入支座10mm，在混凝土浇筑时可以防止漏浆。
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（2）预制楼梯的节点设计
受施工现场塔吊的影响，预制楼梯采用梁式楼梯，在同等跨度下，梁式楼梯比板式楼梯轻，施工时，可以选择小型号的塔吊，对成本控制有优势。但梁式楼梯施工不方便。楼梯上端节点采用固结支座，下端节点为固定铰支座。
（3）拼缝节点设计
双向叠合板的整体式接缝宜设置在叠合板的次要受力方向上，且宜避开最大弯矩截面，可设置在距支座0.2~0.3L尺寸的位置（L为双向板次要受力方向净跨度）。接缝可采用后浇带形式，后浇带宽度应满足钢筋锚固的要求。如图四所示。
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2.3 PC构件深化设计
PC构件深化设计即为构件生产厂家提供构件生产详图。构件详图作为生产车间加工生产用，在构件详图中应提供零件材料表和本图的构件加工说明要求，材料表中应至少包含零件编号、规格、数量、材质等。
2.3.1构件截面取值问题
预制板最小厚度需要考虑脱模、吊装、运输、施工等因素进行设计，通过对预制板的脱模、吊装阶段进行验算，满足预制板挠度好和裂缝的要求，并考虑运输及施工方面的因素，叠合板预制部分采用60mm。现浇层厚度需要结合楼板整体性要求以及管线预埋、面筋铺设以及施工误差等因素，对于大跨、管线交叉的房间如客厅、厨房及异形板处后浇层厚度取80mm，对于卧室等管线无交叉房间后浇层厚度取70mm。
2.3.2吊点选取及相关注意事项
吊点应根据装配式预制构件不同的制作工艺和不同的生产环节来进行设计。对于板类构件，构件脱模和吊装时工作状态一致，脱模、吊装可以共用一个吊点。可以使用桁架筋作为起吊点，当桁架筋作为起吊点困难时，可以单独设置起吊点，
对于楼梯而言，由于楼梯生产时是竖向浇筑，吊装时为水平吊运，故吊点设计时应有脱模吊点和安装吊点，吊点位置采用预埋吊钉。吊点位置应根据不同吊运状态下的受力状态计算确定。一般为0.2L，对于吊钉类还需要满足产品的使用参数要求。
2.3.3 预留预埋的设计
预埋设计即施工各环节所需预埋，其主要内容包括:水电预埋、精装预埋、生产预埋、施工预埋。预留预埋需施工单位、精装单位、生产厂家的配合方可完成预留预埋的设计。
3其他注意事项
（1）拆分设计初期，需要总包方提供场布图、塔吊布置图及塔吊型号参数，用以确定预制构件运输车辆在场地内的行车路线、预制构件堆场位置以及拆分预制构件的最大起重量，确保所有预制构件可以成功起吊。
（2）预制构件拆分需最大程度上标准化、模数化，尽可能统一和减少构件规格，以增大构件生产时模具摊销费，降低生产成本及构件的容错率。
（3）预制叠合板拆分在满足起吊及运输的情况下，尽量采用整板预制，少采用双向叠合板整体式拼缝。当采用双向叠合板整体式拼缝时，拼缝应留在结构受力较小部位。
（4）协调好预制构件间、预制构件与现浇结构间钢筋的位置关系，避免安装中出现钢筋碰撞造成施工困难的情况发生。
（5） 拆分时还需要根据主体结构模板的使用情况，确定预制构件上预留孔洞，预埋件的埋设。
4结语
通过对该项目的全程参与，最大的感受就是装配式建筑设计应从结构设计、构件制作、运输、存放、施工安装等各个阶段去进行考虑，应重视整体策划和各专业的同步协调，对建筑平面和立面根据标准化、模数化进行优化，充分研究预制构件的经济性和可建造性，并对其进行论证，提出最佳方案，这样才能保证建筑功能和结构布置的合理性，提高标准化预制构配件的重复使用率，有利于降低工程造价。
参考文献
[1] 装配式混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2014
[2] 装配式混凝土建筑技术标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2016
[3] 建筑施工手册(第五版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2012